园艺植物育种学绪论.ppt

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1、绪论学习要求【目的要求】【目的要求】1 1、了解：园艺植物育种学的任务与发展趋势。、了解：园艺植物育种学的任务与发展趋势。2 2、理解：品种的特性及良种的作用。、理解：品种的特性及良种的作用。3 3、掌握：园艺植物育种学、品种的概念。、掌握：园艺植物育种学、品种的概念。【学习内容】【学习内容】园艺植物的进化和遗传改良园艺植物的进化和遗传改良品种的概念和园艺植物良种的作用品种的概念和园艺植物良种的作用园艺植物育种与园艺植物育种学园艺植物育种与园艺植物育种学园艺植物育种的历史园艺植物育种的历史【学习重点】【学习重点】品种的概念和园艺植物良种的作用品种的概念和园艺植物良种的作用【学习难点】【学习难点

2、】园艺植物育种学、品种的概念园艺植物育种学、品种的概念 绪论绪论 1 1 园艺植物育种及园艺植物育种学园艺植物育种及园艺植物育种学 园艺植物育种园艺植物育种 根据人类需要利用自然变异以及利用品种间杂交、远缘杂交、人工根据人类需要利用自然变异以及利用品种间杂交、远缘杂交、人工诱变、离体组织培养和诱变、离体组织培养和DNADNA分子改造等途径来创造新的变异，按照一定的分子改造等途径来创造新的变异，按照一定的目标进行选择，筛选出新品种。新品种选育出后要加速繁育，尽快的推目标进行选择，筛选出新品种。新品种选育出后要加速繁育，尽快的推广应用。广应用。园艺植物育种学园艺植物育种学 是研究选育与繁殖园艺植物

3、优良品种的原理和方法的科学。是研究选育与繁殖园艺植物优良品种的原理和方法的科学。育种的实质自然界自然界变异遗传特性人工选择新品种或物种人工创造植物育种学既是科学又是艺术，是二者的植物育种学既是科学又是艺术，是二者的综合。因此要求植物育种家不仅需要有科学的综合。因此要求植物育种家不仅需要有科学的造诣，而且也要求有艺术的修养。由于植物有造诣，而且也要求有艺术的修养。由于植物有机体过于复杂，迄今尚有许多未知的领域，因机体过于复杂，迄今尚有许多未知的领域，因此育种的成就不仅依赖于科学，也往往依赖于此育种的成就不仅依赖于科学，也往往依赖于尚未上升到理论的经验，甚至机遇。尚未上升到理论的经验，甚至机遇。育

4、种学的任务是改变植物的遗传模式，育种学的任务是改变植物的遗传模式，即基因型，而不是改变其表现性。育种学要改即基因型，而不是改变其表现性。育种学要改变的遗传模式是与经济用途有关的遗传模式，变的遗传模式是与经济用途有关的遗传模式，即重视育种的实际意义及其在生产上的应用。即重视育种的实际意义及其在生产上的应用。2 2 为什么要进行园艺植物的育种为什么要进行园艺植物的育种*选选育育园园艺艺植植物物新新品品种种是是发发展展园园艺艺生生产产的的关关键键途途径之一径之一 发展园艺生产的途径发展园艺生产的途径 园园艺艺植植物物栽栽培培 栽栽培培为为品品种种的的生生长长发发育育提提供供良良好好的的生生态态环环境

5、境，采采用用适适宜宜的的栽栽培培技技术术调调节节园园艺艺植植物物生生长长与与环环境境之之间间的的关关系系，使使植植物物与与环环境境和和谐谐 相处，并达到最佳的经济生产状态。相处，并达到最佳的经济生产状态。园园艺艺植植物物育育种种 育育种种给给栽栽培培提提供供栽栽培培对对象象，优优良良品品种种是是保保证证实实现现高高产产优优质质栽栽培培目目标标的的重重要要物物质基础。质基础。3 3 育育种种的的直直接接目目的的是是选选育育出出新新的的优良品种优良品种 3.13.1品品种种的的概概念念 是是经经人人类类培培育育选选择择创创造造的的、经经济济性性状状及及农农业业生生物物学学特特性性符符合合生生产产和

6、和消消费费要要求求，在在一一定定的的栽栽培培条条件件下下，依依据据形形态态学学、细细胞胞学学、化化学学等等特特异异性性可可以以和和其其他他群群体体相相区区别别，个个体体间间的的主主要要性性状状相相对对相相似似，以以适适当当的的繁繁殖殖方方式式（有有性性或或无无性性）能能保保持持其其重重要要特特性性的的一一个个栽栽培培植物群体。植物群体。v一串红的品种一串红的品种骑兵手展望萝卜的不同品种萝卜的不同品种v苹果的不同品种3.2 3.2 品种具有品种具有 特异性、一致性、稳定性、地区特异性、一致性、稳定性、地区性和时间性。性和时间性。品种的特性 *特特异异性性 指指一一个个品品种种至至少少有有一一个个

7、以以上上明明显显不同于不同于其他品种的可辨认的标志性状。其他品种的可辨认的标志性状。极早熟、抗病、抗逆性极早熟、抗病、抗逆性强、耐弱光、极易座果、强、耐弱光、极易座果、单瓜重单瓜重2kg2kg左右左右 早抗蜜宝华蜜掌中宝抗病、耐湿、易坐果，抗病、耐湿、易坐果，大瓜可达大瓜可达 10 10 公斤左右公斤左右品种特异性品种特异性品种的特性品种的特性 *一一致致性性 指指同同一一品品种种个个体体间间在在一一些些主主要要经经济济性状方面是性状方面是相对整齐一致相对整齐一致的。的。品种的特性品种的特性*稳定性稳定性 指指品品种种经经过过反反复复繁繁殖殖后后其其相相关关的的特特征征或或者特性者特性保持保持

8、相对相对不变不变。*地区性地区性 指每一个品种的生物学特性指每一个品种的生物学特性适应于适应于一定一定地区生态环境和农业技术要求。地区生态环境和农业技术要求。大白菜不同品种的生态适应性大白菜不同品种的生态适应性v天津青麻叶天津青麻叶抗病、耐寒、耐旱性较强，抗病、耐寒、耐旱性较强，从北部齐齐哈尔、牡丹江从北部齐齐哈尔、牡丹江到南部广州、海南岛几乎到南部广州、海南岛几乎全国各地都能较好生长全国各地都能较好生长。品种的地区性品种的地区性福州包头莲福州包头莲不耐热，不抗寒、不耐热，不抗寒、不抗旱，抗病性较不抗旱，抗病性较弱，适合在山东半弱，适合在山东半岛栽培，在南方表岛栽培，在南方表现差。现差。品种的

9、特性品种的特性*时间性时间性品种在品种在一定时间一定时间内其产量、品质和适应性等主内其产量、品质和适应性等主要经济性状上符合生产和消费市场的需要。要经济性状上符合生产和消费市场的需要。随着时间推移，消费者的消费兴趣转移，随着时间推移，消费者的消费兴趣转移，原原有有的一些的一些品种品种便会被便会被淘汰淘汰而更换新品种以满而更换新品种以满足消费者的需要。足消费者的需要。3.3 3.3 优良品种的概念优良品种的概念 指指在在适适应应的的地地区区，采采用用优优良良的的栽栽培培技技术术，能能够够生生产产出出高高产产、优优质质，并并能能适适时供应产品的时供应产品的品种品种。目前生产上的部分优良品种目前生产

10、上的部分优良品种春秋两用，荚嫩白，春秋两用，荚嫩白，纤维少，口感极佳，纤维少，口感极佳，丰产潜力大，适应性丰产潜力大，适应性广泛广泛 早熟，春夏秋兼用，节早熟，春夏秋兼用，节位低，豆条嫩白，丰产位低，豆条嫩白，丰产潜力大，适应性广潜力大，适应性广 适应地区广泛，适应地区广泛，适播期长，易获适播期长，易获丰产，表皮大红丰产，表皮大红亮净，肉质细嫩亮净，肉质细嫩爽口，极受市场爽口，极受市场欢迎。欢迎。适应地区广泛，适应地区广泛，主作主作9-109-10月下旬，果实月下旬，果实表皮亮净，肉质细腻，表皮亮净，肉质细腻，易获丰产。易获丰产。西洋梨西洋梨阿巴特阿巴特长盛不衰的老品种，长盛不衰的老品种，结果

11、早，枝量少，结果早，枝量少，单果重单果重200200克，长椭克，长椭圆形，颜色为黄色有圆形，颜色为黄色有红晕红晕,甜香适度，甜香适度，8 8月月底成熟，底成熟，9 9月初采摘。月初采摘。红巴梨红巴梨产量高，稳产，产量高，稳产，单果重单果重250250克，克，颜色鲜红有绿颜色鲜红有绿点，果肉白色，点，果肉白色，甜酸适度，甜酸适度，8 8月月初成熟。初成熟。李李斯坦林斯坦林结果多，在配好结果多，在配好授粉树的情况下授粉树的情况下无大小年，长圆无大小年，长圆形，颜色为蓝紫形，颜色为蓝紫果肉黄绿色，肉果肉黄绿色，肉硬味甜，硬味甜，9 9月初成月初成熟。熟。葡萄葡萄里扎马特里扎马特一般一般600-100

12、0600-1000克，克，平均果粒重平均果粒重10-1210-12克，最大克，最大1919克，克，8 8月下旬月下旬成熟，宜在千成熟，宜在千旱地区栽种。旱地区栽种。杏杏阿柯特阿柯特抗寒抗病毒性强，抗寒抗病毒性强，产量中等，果形产量中等，果形大，长圆形，果大，长圆形，果实黄色一半有片实黄色一半有片红，味甜，皮稍红，味甜，皮稍酸，酸，7 7月下旬成熟。月下旬成熟。3.4 3.4 优良品种在生产中的作用优良品种在生产中的作用提高提高单位面积单位面积产量产量改进改进产品产品品质品质提高提高抗病虫害抗病虫害能力能力，减少农药污染，减少农药污染延长延长产品的供应和利用产品的供应和利用时期时期适应适应集约化

13、管理、节约劳力集约化管理、节约劳力4 4 优良品种产生的条件优良品种产生的条件 4.1 4.1自然进化自然进化 决定进化的三个基本因素决定进化的三个基本因素变异、变异、遗传和选择。变异和遗传是进化的内因和基础；遗传和选择。变异和遗传是进化的内因和基础；选择决定进化的发展方向。选择决定进化的发展方向。自然选择自然选择是使有利于其本身生存和是使有利于其本身生存和繁殖后代的变异，逐代得到积累加强，不利的繁殖后代的变异，逐代得到积累加强，不利的变异逐代淘汰，从而形成新物种、变种、类型变异逐代淘汰，从而形成新物种、变种、类型以及对其所处环境条件的适应性。以及对其所处环境条件的适应性。自然进化自然进化是自

14、然变异和自然选择的是自然变异和自然选择的结果。选择的主体是人以外的生物和非生物的结果。选择的主体是人以外的生物和非生物的自然条件。自然条件。4.2 4.2 人工进化人工进化 决决定定于于变变异异（自自然然变变异异、人人工工创创造造的的变变异异）、遗遗传、选择（自然选择、人工选择）传、选择（自然选择、人工选择）野生植物野生植物 自然选择和人工选择自然选择和人工选择 栽培植栽培植物。物。人工进化是人有意识的对自然变异的选择。选择人工进化是人有意识的对自然变异的选择。选择主体是人。选择保存和积累对人类有利的变异，是野主体是人。选择保存和积累对人类有利的变异，是野生类型向栽培类型转化。生类型向栽培类型

15、转化。形成若干起源中心。形成若干起源中心。原始农业向现代农业发展。原始农业向现代农业发展。人工选择有利商品性状的改进，有时与自然选择人工选择有利商品性状的改进，有时与自然选择不同。不同。遗传改良与新品种选育遗传改良与新品种选育 遗传改良是利用自遗传改良是利用自然变异和人工创造的变异。遗传改良加快新品种选育。然变异和人工创造的变异。遗传改良加快新品种选育。特点：目的性、计划性、快速性、丰富性。特点：目的性、计划性、快速性、丰富性。普通野生稻普通野生稻栽培稻栽培稻新疆野苹果新疆野苹果栽培苹果栽培苹果4.3 4.3 植物育种的历史与发展植物育种的历史与发展 我们的祖先为了他们的生存从狩猎和采集逐渐过

16、我们的祖先为了他们的生存从狩猎和采集逐渐过渡到种植和改良作物。由于人类的食物直接或间接地渡到种植和改良作物。由于人类的食物直接或间接地都来自于植物，植物产品的选育和改良构成了迈向现都来自于植物，植物产品的选育和改良构成了迈向现代植物育种的第一步。孟德尔遗传规律的再发现使植代植物育种的第一步。孟德尔遗传规律的再发现使植物育种一跃成为科学的一个重要分支（物育种一跃成为科学的一个重要分支（BorlaugBorlaug，19831983）。）。在世界现有的约在世界现有的约250000250000个植物种中，仅个植物种中，仅10001000多种多种被用做食物来源。在这被用做食物来源。在这10001000

17、多个种中又只有多个种中又只有2929种为主种为主要的农作物，大约要的农作物，大约1515个种为主要蔬菜和个种为主要蔬菜和1515个种为主要个种为主要的水果，共同构成了人类膳食。优良品种的选育和应的水果，共同构成了人类膳食。优良品种的选育和应用，对这些作物的产量和质量的提高起到了至关重要用，对这些作物的产量和质量的提高起到了至关重要的作用，这些新品种的获得主要依赖于传统育种技术。的作用，这些新品种的获得主要依赖于传统育种技术。人们预计传统的植物育种技术在未来仍将带来作人们预计传统的植物育种技术在未来仍将带来作物的各方面的巨大改良和提高，但作物质量和数量的物的各方面的巨大改良和提高，但作物质量和数

18、量的进一步提高仍面临着巨大压力。这些压力来自人口的进一步提高仍面临着巨大压力。这些压力来自人口的增长、房屋建筑、高速公路占地、社会需求、健康需增长、房屋建筑、高速公路占地、社会需求、健康需要、环境压力以及生态方面的考虑。在农业用地和各要、环境压力以及生态方面的考虑。在农业用地和各种资源将持续减少的条件下，为日益增加的人口提供种资源将持续减少的条件下，为日益增加的人口提供食物，农作物产量必须大幅度提高。这必然要求在传食物，农作物产量必须大幅度提高。这必然要求在传统技术不断改进基础上，创造可用于农业的新技术。统技术不断改进基础上，创造可用于农业的新技术。4.3.1 4.3.1 传统育种传统育种 4

19、.3.1.1 4.3.1.1 纯系选择纯系选择 纯系选择最早始于从混合的纯系选择最早始于从混合的群体中希望得到的表现型。它是利用自然突变。群体中希望得到的表现型。它是利用自然突变。纯系的一个重要特征是它们的性状能稳定遗传。纯系的一个重要特征是它们的性状能稳定遗传。该选育方法不能克服有利性状与不利性状连锁时，不该选育方法不能克服有利性状与不利性状连锁时，不利性状带来的负作用。利性状带来的负作用。有性杂交育种有性杂交育种 是它最常用的植物育种技术。可以较是它最常用的植物育种技术。可以较肯定地说，第一个显著改良的作物品种是一种杂交植肯定地说，第一个显著改良的作物品种是一种杂交植物。人们利用有性杂交进

20、行新品种选育，经过两个技物。人们利用有性杂交进行新品种选育，经过两个技术阶段。第一阶段是对杂交后代进行自交选择，获得术阶段。第一阶段是对杂交后代进行自交选择，获得性状整齐一致并能稳定遗传的常规品种。第二阶段是性状整齐一致并能稳定遗传的常规品种。第二阶段是直接利用杂种一代。直接利用杂种一代。4.3.1.3 4.3.1.3诱变育种诱变育种 诱变育种是人类利用化学物质、诱变育种是人类利用化学物质、辐射等方法诱发突变，由此获得的变异体再经过测试辐射等方法诱发突变，由此获得的变异体再经过测试和进一步的选择，获得栽培品种的方法。和进一步的选择，获得栽培品种的方法。4.3.1.4 4.3.1.4 多倍体育种

21、多倍体育种 四倍体在一个位点上有一对等四倍体在一个位点上有一对等位基因（位基因（A A和和a a），则其群体中就可能存在），则其群体中就可能存在5 5种基因型种基因型（AAAA,AAAa,Aaaa,AAaa,aaaaAAAA,AAAa,Aaaa,AAaa,aaaa）。多倍体增加了基因）。多倍体增加了基因的多样性。的多样性。传统育种引起的绿色革命传统育种引起的绿色革命 在过去的大约在过去的大约5050年中，通过传统植物育种和绿色年中，通过传统植物育种和绿色革命世界农业总产量与世界人口的增长能够基本保持革命世界农业总产量与世界人口的增长能够基本保持同步。但是从同步。但是从19901990年起，全世

22、界三大基本谷物小麦、年起，全世界三大基本谷物小麦、稻米和玉米的产量增长变慢，甚至出现了平台期。目稻米和玉米的产量增长变慢，甚至出现了平台期。目前世界人口以每年大约前世界人口以每年大约2%2%的速度增长，而主要谷物的的速度增长，而主要谷物的平均产量仅增加平均产量仅增加1.1%1.1%，约为人口增长速度的一半。世，约为人口增长速度的一半。世界粮食安全已成为一个严重而紧迫的问题。界粮食安全已成为一个严重而紧迫的问题。在亚洲国家人们使用绿色革命这个词，来描述稻在亚洲国家人们使用绿色革命这个词，来描述稻米和小麦产量米和小麦产量2323倍的增长对社会、经济以及营养等多倍的增长对社会、经济以及营养等多方面产

23、生的巨大影响。方面产生的巨大影响。批评者认为以密集型农业、大农场和高质量耕地批评者认为以密集型农业、大农场和高质量耕地为重点的绿色革命不仅损害了环境，而且没有为应当为重点的绿色革命不仅损害了环境，而且没有为应当受益的贫穷农民带来多少利益。绿色革命的历史既展受益的贫穷农民带来多少利益。绿色革命的历史既展现了传统的植物育种技术的潜力又提示了其局限性。现了传统的植物育种技术的潜力又提示了其局限性。4.3.2 4.3.2 细胞培养技术细胞培养技术 细胞或组织培养能够使经细胞或组织培养能够使经过基因操作的细胞快速繁殖和再生，这是产生转基因过基因操作的细胞快速繁殖和再生，这是产生转基因植物的一个根本性步骤

24、。植物的一个根本性步骤。4.3.3 4.3.3 体细胞杂交技术体细胞杂交技术 1972 1972年年CarlsonCarlson等人的研等人的研究小组首次成功地将烟草属中两个遗传亲合的种：究小组首次成功地将烟草属中两个遗传亲合的种：N.glaucaN.glauca（光烟草）和（光烟草）和N.langsdorffiiN.langsdorffii的原生质体融的原生质体融合起来。融合的产物先是被称为多性杂交种合起来。融合的产物先是被称为多性杂交种（Carlson.1972Carlson.1972），后来命名为体细胞杂交种），后来命名为体细胞杂交种（Shepard,1983Shepard,1983）。

25、）。体细胞杂交是一种新的植物育种途径，它的发展体细胞杂交是一种新的植物育种途径，它的发展是以植物细胞特性为基础的。从定义上讲，体细胞杂是以植物细胞特性为基础的。从定义上讲，体细胞杂交植物是指由体细胞融合获得的杂种。理论上不论相交植物是指由体细胞融合获得的杂种。理论上不论相互之间亲缘关系远近如何，所有细胞间的融合都是可互之间亲缘关系远近如何，所有细胞间的融合都是可能的，因此这种育种方法为基因互换提供了无限的可能的，因此这种育种方法为基因互换提供了无限的可能性。能性。植物生物学家认为可以培育一种大豆和玉米的体植物生物学家认为可以培育一种大豆和玉米的体细胞杂种。这种杂种将具有固氮能力、高蛋白质含量细

26、胞杂种。这种杂种将具有固氮能力、高蛋白质含量和高产性状。而将番茄、马铃薯和烟草的体细胞融合和高产性状。而将番茄、马铃薯和烟草的体细胞融合所产生的体细胞杂种，其叶片、果实和块茎都将被采所产生的体细胞杂种，其叶片、果实和块茎都将被采收并具有经济价值。为实现这个目标，人们在许多系收并具有经济价值。为实现这个目标，人们在许多系统发育上无关的种间进行了大量的原生质体融合实验。统发育上无关的种间进行了大量的原生质体融合实验。多数情况下这些实验都如意料中的一样失败了。除简多数情况下这些实验都如意料中的一样失败了。除简单的细胞融合外，在其他阶段没有取得任何进展。单的细胞融合外，在其他阶段没有取得任何进展。19

27、78 1978年年MelchersMelchers等人首次获得了马铃薯和番茄的等人首次获得了马铃薯和番茄的属间体细胞杂种。他们将培育的二倍体马铃薯和番茄属间体细胞杂种。他们将培育的二倍体马铃薯和番茄叶片细胞进行融合，所产生的杂交株被称为叶片细胞进行融合，所产生的杂交株被称为“马铃薯马铃薯番茄番茄”(Melchers”(Melchers等等,1978),1978)。像大多数杂种一样，杂交。像大多数杂种一样，杂交株同时具有马铃薯和番茄的形态特征。其中一些株形株同时具有马铃薯和番茄的形态特征。其中一些株形成了成了“类似块茎的生殖根类似块茎的生殖根”，但是没有产生可结实的，但是没有产生可结实的花、果实

28、以及真正意义上的块茎。到目前为止，花、果实以及真正意义上的块茎。到目前为止，“马马铃薯番茄铃薯番茄”一类的体细胞杂交植物还不能产生经济效一类的体细胞杂交植物还不能产生经济效益。益。4.4 4.4 基因工程基因工程 基因转移目前至少有基因转移目前至少有5 5个系统可以个系统可以利用。它们分别是微注射、电击法、直接利用。它们分别是微注射、电击法、直接DNADNA摄取、微摄取、微粒轰击法以及以农杆菌为介导的转移系统。其中利用粒轰击法以及以农杆菌为介导的转移系统。其中利用农杆菌的方法最为高效，有最高的重复性和稳定性。农杆菌的方法最为高效，有最高的重复性和稳定性。它们可以将各种来源的特定基因转移到任何一

29、个目标它们可以将各种来源的特定基因转移到任何一个目标植物种中，无论该特定基因来自于微生物、动物或植植物种中，无论该特定基因来自于微生物、动物或植物。由于克服了杂交中亲本范围的限制，并且避开了物。由于克服了杂交中亲本范围的限制，并且避开了传统植物育种中不得不进行的耗费大量时间的回交选传统植物育种中不得不进行的耗费大量时间的回交选择，推动农业进入了基因革命时代。择，推动农业进入了基因革命时代。4.4.1 4.4.1 基因添加基因添加 其过程直截了当：确定携带某种希其过程直截了当：确定携带某种希望得到的性状的基因，将其转移到目标植物中，并使望得到的性状的基因，将其转移到目标植物中，并使其在目标植物中

30、进行表达。基因添加的例子很多，包其在目标植物中进行表达。基因添加的例子很多，包括各种转入抗虫、抗除草剂、抗病毒及其他病原微生括各种转入抗虫、抗除草剂、抗病毒及其他病原微生物基因以及通过转基因的方法改善了生产性能的植物。物基因以及通过转基因的方法改善了生产性能的植物。4.4.2 4.4.2 基因剔除基因剔除 利用分子生物学和转基因技术可以利用分子生物学和转基因技术可以使转基因植物的一个基因的产物，即它的使转基因植物的一个基因的产物，即它的mRNAmRNA或蛋白或蛋白质减少以至完全消失，从而获得希望得到的作物生产质减少以至完全消失，从而获得希望得到的作物生产性能或特性。这种剔除过程需要使用反义技术

31、来完成。性能或特性。这种剔除过程需要使用反义技术来完成。例如为了改变番茄的成熟期，反义技术用于抑制参与例如为了改变番茄的成熟期，反义技术用于抑制参与成熟过程的激素成熟过程的激素乙烯的合成。其结果是转基因番乙烯的合成。其结果是转基因番茄的成熟期延长了，其货架寿命也增加了（茄的成熟期延长了，其货架寿命也增加了（HamiltonHamilton等，等，1990;Oeller1990;Oeller等，等，19911991）。通过抑制乙烯合成过程）。通过抑制乙烯合成过程中的中的ACCACC（1-1-氧氧-环丙烷羧酸）氧化酶，转基因环丙烷羧酸）氧化酶，转基因康乃馨的花朵产生的乙烯的量减少，花瓣的衰老明显康

32、乃馨的花朵产生的乙烯的量减少，花瓣的衰老明显延迟（延迟（MolMol等，等，19951995）。）。通过反义技术基因剔除被用来改良其他许多农艺通过反义技术基因剔除被用来改良其他许多农艺和园艺性状，包括抗病毒能力（和园艺性状，包括抗病毒能力（CuozzoCuozzo等，等，19881988；KimKim等，等，19931993）、花色调节（）、花色调节（MolMol等，等，19951995）以及代谢途径）以及代谢途径转向。转向。4.4.3 4.4.3 代谢途径转向代谢途径转向 通过基因插入或基因剔除的方法，通过基因插入或基因剔除的方法，可以对编码某一代谢途径关键酶的基因进行操作，并可以对编码某一

33、代谢途径关键酶的基因进行操作，并产生具有理想的数量、成分构成以及功能特征的目标产生具有理想的数量、成分构成以及功能特征的目标产物。实际上，这是一种对代谢途径的方向进行重新产物。实际上，这是一种对代谢途径的方向进行重新安排的技术。安排的技术。碳水化合物碳水化合物 转基因植物块茎中的淀粉含量比非转转基因植物块茎中的淀粉含量比非转基因株高基因株高35%35%。脂类脂类 植物的脂类是人类膳食的重要组成部分。植物的脂类是人类膳食的重要组成部分。用反义技术抑制了欧洲油菜中的硬脂酰用反义技术抑制了欧洲油菜中的硬脂酰-ACP-ACP脱氢酶脱氢酶的表达，结果发现这种抑制导致了转基因种子中硬脂的表达，结果发现这种

34、抑制导致了转基因种子中硬脂酸的积累。酸的积累。蛋白质蛋白质 将一个基因转入目标植物以生产一种特定将一个基因转入目标植物以生产一种特定的蛋白产品，明显属于代谢调控转向的一个操作过程。的蛋白产品，明显属于代谢调控转向的一个操作过程。19881988年有人实验将人干扰素在芜菁上表达，目的年有人实验将人干扰素在芜菁上表达，目的是检验人干扰素的出现是否能抑制病毒感染。尽管结是检验人干扰素的出现是否能抑制病毒感染。尽管结果是否定，但实验在偶然中揭示了植物可用于生产具果是否定，但实验在偶然中揭示了植物可用于生产具有药用功能的外源蛋白质。有药用功能的外源蛋白质。植物作为生物反应器，通过对植物体中的代谢途植物作

35、为生物反应器，通过对植物体中的代谢途径进行转变，能够生产许多不同类的化合物。因此植径进行转变，能够生产许多不同类的化合物。因此植物可以被开发为生物反应器或化学工厂，用于生产最物可以被开发为生物反应器或化学工厂，用于生产最初来源于植物的或最初不是来源于植物的各种特制的初来源于植物的或最初不是来源于植物的各种特制的化合物。与细菌、酵母或动物细胞培养相比，植物生化合物。与细菌、酵母或动物细胞培养相比，植物生物反应器的优点很多，比如低成本、容易上规模、可物反应器的优点很多，比如低成本、容易上规模、可以避免动物性病原的污染。近年来，用多种植物生产以避免动物性病原的污染。近年来，用多种植物生产各种脂类、碳

36、水化合物、药用多肽、工业用酶和其他各种脂类、碳水化合物、药用多肽、工业用酶和其他化合物的实践证明了植物作为生物反应器的潜力和发化合物的实践证明了植物作为生物反应器的潜力和发展前景。展前景。4.4.4 4.4.4 数量性状位点分析和标记辅助选择数量性状位点分析和标记辅助选择 伴随着分伴随着分子生物技术的进步，植物育种中的个体选择过程可以子生物技术的进步，植物育种中的个体选择过程可以在基因型的基础上进行，即用与相连的在基因型的基础上进行，即用与相连的DNADNA分子标记技分子标记技术来进行选择。使用这些图谱辅助单基因性状的选择术来进行选择。使用这些图谱辅助单基因性状的选择比传统的表现型选择法节约成

37、本、劳力和时间。比传统的表现型选择法节约成本、劳力和时间。然而使用分子标记对多基因性状（数量性状位点然而使用分子标记对多基因性状（数量性状位点或或QTLsQTLs）进行选择的过程复杂，到目前为止尚不能有）进行选择的过程复杂，到目前为止尚不能有效地应用于实践。效地应用于实践。基因工程的发展和贡献对于解决世界粮食安全问基因工程的发展和贡献对于解决世界粮食安全问题是十分及时的，并且具有重大价值。题是十分及时的，并且具有重大价值。农业生物技术不是传统植物育种方法的替代物，农业生物技术不是传统植物育种方法的替代物，而是发展农业的一项重要途径。传统的植物育种已经而是发展农业的一项重要途径。传统的植物育种已

38、经对而且今后仍将对粮食生产做出不可估量的贡献。要对而且今后仍将对粮食生产做出不可估量的贡献。要做到传统育种技术与现代生物技术的有效结合，才能做到传统育种技术与现代生物技术的有效结合，才能实现农业现代化的目标。实现农业现代化的目标。5 5 园艺植物育种学的主要内容园艺植物育种学的主要内容 根根据据生生产产需需要要,制制定定育育种种目目标标,采采用用种种质质资资源源的的调调查查收收集集、引引种种、选选种种、人人工创造工创造新品种的育种途径，新品种的育种途径，育成育成新品种。新品种。对对育育成成的的新新品品种种繁繁殖殖扩扩大大数数量量并并推推广广种种植植，并并在在繁繁育育推推广广过过程程中中防防止止

39、品品种种混混杂杂退退化化，不不断断保保持持和和不不断断提提高高良良种种的的种性。种性。制定切实可行的制定切实可行的育种目标征集、评价、利用征集、评价、利用 种质征集、评价、利用征集、评价、利用资源研究、掌握研究、掌握 性状遗传规律及变异多样性采用适当的采用适当的 育种途径和方法审审 定定 新品种 良种繁育园艺植物育种流程图园艺植物育种流程图关关键键词词 园园艺艺植植物物育育种种学学 优优良良品品种种 自自然然进进化化 人工进化人工进化思考题思考题 1 1、作作物物品品种种有有什什么么特特性性？园园艺艺植植物物良良种种在在生生产产中中有什么作用？有什么作用？2 2、谈谈自然进化、人工进化与遗传改良的关系。、谈谈自然进化、人工进化与遗传改良的关系。作作业业 用用图图示示方方式式表表明明野野生生资资源源、品品种种、优优良良品种、育种、栽培的关系。品种、育种、栽培的关系。